Một nghiên cứu mới đây, được công bố trên Tạp chí Geophysical Research: Planets , đã mang đến bằng chứng quan trọng củng cố giả thuyết rằng Ceres có thể đã hình thành ngay tại khu vực vành đai tiểu hành tinh nằm giữa Sao Hỏa và Sao Mộc, thay vì di chuyển từ rìa ngoài Hệ Mặt Trời như một số giả thuyết trước đây.
Phát hiện này xuất phát từ những trầm tích màu vàng tươi giàu amoni nằm trong miệng núi lửa Consus, dấu hiệu cho thấy hoạt động núi lửa băng kỳ lạ đã và đang diễn ra trên hành tinh lùn này trong hàng tỷ năm.
Ceres có đường kính khoảng 960 km, sở hữu một bề mặt đa dạng với địa chất phức tạp hơn hẳn so với nhiều tiểu hành tinh xung quanh. Khi tàu thăm dò không gian Dawn của NASA tiếp cận Ceres vào năm 2015, nó đã phát hiện nhiều bằng chứng về hoạt động núi lửa băng, bao gồm các mỏ muối trắng sáng trên bề mặt – tàn dư của chất lỏng mặn từng chảy ra từ dưới bề mặt hành tinh. Giờ đây, các nhà khoa học tiếp tục tìm thấy những vệt trầm tích màu vàng đặc biệt trong miệng núi lửa Consus, làm sáng tỏ thêm quá trình tiến hóa địa chất của hành tinh lùn này.
Miệng núi lửa Consus, với đường kính khoảng 64 km, nằm ở bán cầu nam của Ceres. Bên trong nó là một miệng núi lửa nhỏ hơn có kích thước 15 x 11 km, nơi tập trung phần lớn các mảng trầm tích sáng. Hình ảnh từ hệ thống camera của tàu Dawn cho thấy một số trầm tích này xuất hiện rải rác dọc theo rìa miệng núi lửa nhỏ, cũng như ở khu vực phía đông của nó. Theo phân tích từ các nhà nghiên cứu thuộc Viện Nghiên cứu Hệ Mặt Trời Max Planck (MPS), những trầm tích này chứa hàm lượng amoni cao – một phát hiện có thể làm thay đổi cách hiểu về nguồn gốc của Ceres.
Trước đây, các nhà khoa học tin rằng sự hiện diện của amoni trên Ceres là bằng chứng cho thấy hành tinh lùn này có nguồn gốc từ rìa ngoài Hệ Mặt Trời , nơi nhiệt độ đủ lạnh để duy trì amoni ở trạng thái rắn trong thời gian dài. Theo giả thuyết này, sau khi hình thành ở vùng xa xôi đó, Ceres đã di chuyển vào sâu bên trong và cuối cùng định cư tại vành đai tiểu hành tinh hiện nay.
Tuy nhiên, nghiên cứu mới chỉ ra rằng các khoáng chất giàu amoni không chỉ tồn tại trên bề mặt mà còn được đưa lên từ sâu bên trong nhờ hoạt động núi lửa băng. Điều này đồng nghĩa với việc Ceres có thể đã hình thành ngay tại vành đai tiểu hành tinh mà không cần đến sự “di cư” từ bên ngoài.
Các nhà khoa học cho rằng amoni đã có mặt trong các khối vật chất nguyên thủy tạo nên Ceres. Theo thời gian, do không tương tác mạnh với các khoáng chất khác trong lớp phủ, amoni đã dần tích tụ trong một lớp nước muối mặn nằm giữa lớp phủ và lớp vỏ của hành tinh lùn này. Hoạt động núi lửa băng liên tục đẩy nước muối giàu amoni lên bề mặt trong hàng tỷ năm, nơi nó được hấp thụ vào các khoáng vật phyllosilicate trong lớp vỏ. Điều này cũng lý giải vì sao một số khu vực trên bề mặt Ceres lại có sự tập trung cao của các khoáng chất giàu amoni, đặc biệt là tại những miệng núi lửa sâu như Consus.
Một yếu tố quan trọng khác trong nghiên cứu này là cách mà các vụ va chạm thiên thạch có thể làm lộ ra những lớp vật chất từ sâu bên trong Ceres. Theo nhóm nghiên cứu, miệng núi lửa nhỏ bên trong Consus có thể đã hình thành khoảng 280 triệu năm trước, tạo ra lực tác động đủ mạnh để phơi bày các lớp giàu amoni bị chôn vùi từ lâu.
Điều này giải thích tại sao các vệt trầm tích sáng màu vàng lại tập trung ở khu vực này. Tương tự, một số miệng núi lửa khác trên Ceres cũng có dấu hiệu của quá trình này, chứng tỏ hiện tượng núi lửa băng không chỉ giới hạn trong miệng núi lửa Consus mà có thể phổ biến trên toàn bộ hành tinh lùn.
Dù miệng núi lửa Consus có tuổi đời khoảng 450 triệu năm – không quá lâu theo tiêu chuẩn địa chất – nhưng nó lại là một trong những cấu trúc lâu đời nhất còn tồn tại trên Ceres. Nhờ đó, các nhà khoa học có thể sử dụng nó như một “cửa sổ” để nhìn vào quá khứ xa xôi của hành tinh lùn này, hé lộ những quá trình địa chất đã diễn ra trong hàng tỷ năm. Phát hiện về amoni và hoạt động núi lửa băng không chỉ giúp làm sáng tỏ nguồn gốc của Ceres mà còn mở ra những hướng nghiên cứu mới về sự hình thành và tiến hóa của các thiên thể trong Hệ Mặt Trời .
Những kết luận từ nghiên cứu này không chỉ có ý nghĩa đối với riêng Ceres mà còn tác động đến cách hiểu của chúng ta về các hành tinh lùn và tiểu hành tinh khác. Nếu Ceres thực sự hình thành ngay tại vành đai tiểu hành tinh thay vì di cư từ nơi khác, điều đó có thể đặt ra những câu hỏi quan trọng về sự phân bố vật chất trong Hệ Mặt Trời sơ khai.
Ngoài ra, việc phát hiện dấu vết của nước muối và amoni cũng khiến giới khoa học quan tâm hơn đến khả năng Ceres từng có môi trường phù hợp cho các phản ứng hóa học tiền sinh học – một yếu tố quan trọng trong việc tìm kiếm dấu hiệu sự sống ngoài Trái Đất.
Những khám phá mới về Ceres đang dần vẽ nên một bức tranh chi tiết hơn về lịch sử của hành tinh lùn này, đồng thời khẳng định vai trò quan trọng của nó trong việc nghiên cứu quá trình tiến hóa của Hệ Mặt Trời . Với những bằng chứng ngày càng rõ ràng về hoạt động núi lửa băng và sự phân bố của các khoáng chất giàu amoni, Ceres tiếp tục là một trong những thiên thể thú vị nhất để khám phá, hứa hẹn sẽ còn nhiều điều bất ngờ trong các nghiên cứu tương lai.
